Verdens største flytende speilteleskop kommer på nett


Spør enhver astronom, astrofysiker eller kosmolog, og de vil sannsynligvis fortelle deg at en ny tidsalder for astronomi er over oss! Mellom gjennombrudd innen gravitasjonsbølgeastronomi, eksplosjonen i eksoplanetstudier og neste generasjons bakkebaserte og rombaserte teleskoper som kommer online, er det ganske tydelig at vi er på randen av en æra med nesten kontinuerlig oppdagelse! Som alltid inspirerer store funn, innovasjoner og tingene de muliggjør forskere og forskere til å se fremover og ta det neste store skrittet.

Ta for eksempel forskningen på væskespeil og avanserte interferometre, som ville stole på helt nye typer teleskoper og lysinnsamling for å fremme vitenskapen om astronomi. Et banebrytende eksempel er den nyoppdragne International Liquid Mirror Telescope (ILMT) teleskop som nettopp kom på nettet ved Devasthal Peak, et 2450 m høyt fjell som ligger i den sentrale Himalaya-kjeden. I motsetning til konvensjonelle teleskoper, er ILMT avhengig av et raskt roterende 4 meter (13 fot) speil belagt med et lag av kvikksølv for å fange kosmisk lys.

Som andre observatorier er ILMT plassert høyt over havet for å minimere forvrengningen forårsaket av atmosfærisk vanndamp (et fenomen kjent som atmosfærisk refraksjon). Omtrent som ESOs Paranal observatorium i det nordlige Chile eller Mauna Kea-observatoriene på Hawaii er ILMT-teleskopet en del av Devasthal-observatoriet ligger i de avsidesliggende fjellene i Uttarakhand-provinsen i Nord-India (vest for Nepal). Teleskopet er designet for å kartlegge himmelen og identifisere objekter som supernovaer, gravitasjonslinser, romrester, asteroider og andre forbigående og variable fenomener.

Et bilde av ILMT-speilet tatt under testing på Lie?ge i Belgia. Kreditt: ILMT Collaboration/University of Liege

Dr. Paul Hicksona UBC fysikk og astronomi Professor og en pioner innen flytende speilteknologi, har perfeksjonert teknologien gjennom årene ved Stort Zenith-teleskop (LZT). Ligger ved UBCs Malcolm Knapp Research Forest øst for Vancouver, BC, var LZT det største flytende metallspeilet før ILMT ble tatt i bruk. På grunn av deres ekspertise, spilte Dr. Hickson og hans kolleger en sentral rolle i utformingen og konstruksjonen av ILMT-luftsystemet. Anlegget samlet sitt første lys sist mai og vil midlertidig stanse driften i oktober på grunn av Indias monsunsesong.

Selv om det kan høres ut som noe fra science fiction, er det grunnleggende om denne teknologien ganske enkel. Teknologien kommer ned til tre komponenter, inkludert en tallerken som inneholder en reflekterende væske (som kvikksølv), en roterende del som Liquid Mirror (LM) sitter på toppen (drevet av luftkompressorer), og et drivsystem. Når den slås på, utnytter LM det faktum at rotasjonskraften får speilet til å få en parabolsk form, som er ideell for å fokusere lys. I mellomtiden er det flytende kvikksølvet beskyttet av et ekstremt tynt lag mylar av optisk kvalitet som forhindrer at små bølger dannes (på grunn av vind eller rotasjon).

Flytende kvikksølv gir et rimelig alternativ til glassspeil, som er svært tunge og dyre å produsere. Det reflekterte lyset passerer gjennom en sofistikert optisk korrektur med flere linser, mens et elektronisk storformatkamera i fokus tar opp bildene. Som Dr. Hockson forklarte i en UBC Science pressemelding:

“Speilet roterer hvert åttende sekund og flyter på en film med trykkluft som er omtrent 10 mikron tykk. Til sammenligning er et menneskehår omtrent 70 mikron tykt. Luftlagrene er så følsomme at selv røykpartikler kan skade dem. En andre luftpute hindrer rotoren i å bevege seg sidelengs. Jordens rotasjon får bildene til å drive over kameraet, men denne bevegelsen kompenseres elektronisk.

«Kameraet har en korrigeringslinse som er spesialdesignet for å fjerne krumning av stjernespor. Stjerner går i sirkler rundt den nordlige himmelpolen, rundt Nordstjernen. Hvis du tar en tidseksponering, går ikke stjernene i rette linjer, de går i buer eller sirkler. Men denne korrigereren er designet for å korrigere for det for å fjerne krumningen for å rette ut stjernesporene, og gi oss skarpe bilder.»

3,6 m Devasthal optiske teleskop om natten. Kreditt: VÆREN

Vanlige vitenskapelige operasjoner er planlagt å starte senere i år. På dette tidspunktet forventes ILMT å samle omtrent 10 GB data hver natt som vil bli analysert for stjernekilder. Disse kildene vil deretter bli valgt for oppfølgingsobservasjoner ved bruk av 3,6 meter (11,8 fot) Devasthal optisk teleskop (DOT) og dets sofistikerte spektroskopiske instrumenter. Som en del av et anlegg overvåket av Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES) – som inkluderer ILMT og det gamle Devesthal-tempelet – DOT har utmerkelsen til å være det største optiske teleskopet i India.

Spesielt vil ILMT søke etter astronomiske fenomener som er i forkant av astronomisk forskning i dag. Dette inkluderer variable objekter, stjerner som varierer i lysstyrke over tid på grunn av endringer i deres fysiske egenskaper, eller objekter som hindrer dem (planeter, støvringer osv.). Forbigående fenomener refererer derimot til kortvarige hendelser som supernovaer, Fast-Radio Burts (FRBs), gammastråleutbrudd (GRBs), gravitasjonsmikrolinsing osv. Studiet av disse objektene vil føre til gjennombrudd i felt innen astrofysikk og kosmologi.

I tillegg til ARIES og UBC, inkluderer andre organisasjoner som utgjør ILMT-samarbeidet Indisk romforskningsorganisasjon (ISRO), den Ulugh Beg Astronomical Institute (del av Usbekisk vitenskapsakademi), Universitetet i Lie?ge, den Royal Observatory of BelgiumPoznan Observatory i Polen, Laval University, University of Montreal, University of Toronto, York University og University of Victoria i Canada.

Videre lesning: UBC